SE451900B - PROCEDURE FOR MANUFACTURING A FLEXIBLE BODY FOR A POWER SUPPLIER - Google Patents
PROCEDURE FOR MANUFACTURING A FLEXIBLE BODY FOR A POWER SUPPLIERInfo
- Publication number
- SE451900B SE451900B SE8204221A SE8204221A SE451900B SE 451900 B SE451900 B SE 451900B SE 8204221 A SE8204221 A SE 8204221A SE 8204221 A SE8204221 A SE 8204221A SE 451900 B SE451900 B SE 451900B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- indicator
- blank
- flexible member
- opposite
- plane
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 38
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 14
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 12
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 5
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 239000013557 residual solvent Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/13—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by measuring the force required to restore a proofmass subjected to inertial forces to a null position
- G01P15/132—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by measuring the force required to restore a proofmass subjected to inertial forces to a null position with electromagnetic counterbalancing means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
- G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
- G01P2015/0825—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0828—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends
Description
15 20 25 30 35 40 451 900 önskat djup. 15 20 25 30 35 40 451 900 desired depth.
En indikatoryta är en yta âstadkommen på ett indikatorparti av givarens tungämne, av vilket det flexibla organet bildas. Ändamålet med indikatorytan är att åstadkomma ett indikerande referensplan, som har en känd relation till planen för ytor âstadkomna på andra partier av ämnet.An indicator surface is a surface formed on an indicator portion of the transducer tongue, from which the flexible member is formed. The purpose of the indicator surface is to provide an indicative reference plane, which has a known relation to the plane of surfaces formed on other portions of the substance.
Ett annat särdrag med Föreliggande uppfinning är att materialet kan avlägsnas från åtminstone ett annat parti på åtminstone en yta av det flexibla partiet samtidigt med eller på ett sätt som är huvudsakligen identiskt med avlägsningen av material från indikatorpartiet. Partier till- verkade från ytan av givarens tungämne, som används för indikatorpartiet, kommer att ha ytor som är huvudsakligen planparallella med indikatorytan.Another feature of the present invention is that the material can be removed from at least one other portion on at least one surface of the flexible portion simultaneously with or in a manner substantially identical to the removal of material from the indicator portion. Portions made from the surface of the sensor's heavy substance, which is used for the indicator portion, will have surfaces which are substantially plane-parallel to the indicator surface.
Partier tillverkade från den motsatta ytan av tungämnet kommer att ha ytor som har huvudsakligen samma respektive relation till ytan från vilken de tillverkades, som indikatorytan har till ytan från vilken den tillverkades.Portions made from the opposite surface of the tongue will have surfaces which have substantially the same respective relation to the surface from which they were made, as the indicator surface has to the surface from which it was made.
Ett annat särdrag med uppfinningen är att indikatorpartierna kan till- verkas från motstående ytor hos givarens tungämne så att de är huvudsakligen eller partiellt inriktade med varandra.Another feature of the invention is that the indicator portions can be made from opposite surfaces of the tongue substance of the sensor so that they are substantially or partially aligned with each other.
Om indikatorpartiet behandlas på ett sätt som är huvudsakligen identiskt med behandlingen av ett annat parti på samma yta av ämnet som indikator- partiet, så kommer relationen mellan planen hos de alstrade ytorna att vara huvudsakligen konstant. Pâ detta sätt kan en förutbestämd relation mellan planen bibehållas. Ett specialfall är att ytor som är planparallella före ett behandlingssteg förblir huvudsakligen planparallella efter steget.If the indicator portion is treated in a manner which is substantially identical to the treatment of another portion on the same surface of the substance as the indicator portion, then the relationship between the planes of the generated surfaces will be substantially constant. In this way, a predetermined relationship between the planes can be maintained. A special case is that surfaces that are plane-parallel before a treatment step remain mainly plane-parallel after the step.
Dm indikatorpartiet behandlas på ett sätt som är huvudsakligen skilt från behandlingen av ett annat parti av ämnet så kommer en justering av relationen mellan planen hos ytorna att ske. På detta sätt kan en förut- bestämd relation mellan planen etableras eller inställas.If the indicator part is treated in a way that is mainly different from the treatment of another part of the substance, an adjustment of the relationship between the planes of the surfaces will take place. In this way, a predetermined relationship between the plan can be established or canceled.
Ytterligare en fördel med förfarandet är att avkänningen av de önskade tjockleksdimensionerna hos det flexibla organet och den önskade eftergivligheten hos det flexibla organet kan bestämmas från själva delen under behandlingen genom lämplig tillverkning av indikatorpartierna och efterföljande observering av indikatorytorna och avslutning av behandlingen när partier av indikatorytan genombrytes eller försvinner. Ett sådant förfarande åstadkommer lämplig dimensionering med en hög noggrannhet på ett sätt som är huvudsakligen okänsligt för oundvikliga processvariationer och inte erfordrar att rörliga element hos en enhetlig tunga hos givaren är fria, och därigenom ökar känsligheten hos det flexibla organet för skada, för att noggrant erhålla den önskade eftergivligheten hos det flexibla organet.A further advantage of the method is that the sensing of the desired thickness dimensions of the flexible member and the desired resilience of the flexible member can be determined from the part itself during the treatment by appropriate manufacture of the indicator portions and subsequent observation of the indicator surfaces and termination of treatment when portions of the indicator surface are broken. or disappears. Such a method provides suitable dimensioning with a high accuracy in a manner which is substantially insensitive to unavoidable process variations and does not require moving elements of a uniform tongue of the transducer to be free, thereby increasing the sensitivity of the flexible member to damage, in order to accurately obtain the desired flexibility of the flexible member.
Ytterligare ett särdrag med föreliggande uppfinning är att det kan inne- fatta steget att observera eller på annat sätt avkänna när indikatorytorna <¿3\ nå. 10 15 20 25 30 35 40 451 900 3 genombrytes och därefter avsluta avlägsningen av material från det flexibla partiet.A further feature of the present invention is that it may comprise the step of observing or otherwise sensing when the indicator surfaces <¿3 \ reach. 10 15 20 25 30 35 40 451 900 3 break through and then complete the removal of material from the flexible portion.
Ytterligare ett särdrag med uppfinningen är att indikatorpartierna, indikatorytorna och andra partier med ytor plana med indikatorytorna kan behandlas så att när indíkatorytorna genombrytes så sammanfaller indikator- ytorna och de ytor som är planparallella med dem, huvudsakligen med det neutrala böjplanet för det flexibla partiet. Detta särdrag gör processen på ett unikt sätt vällämpad för tillverkningen av de flexibla organ som beskrives i den svenska patentansökan nr 8204220-1.Another feature of the invention is that the indicator portions, the indicator surfaces and other portions having surfaces flat with the indicator surfaces can be treated so that when the indicator surfaces are broken through, the indicator surfaces and the surfaces which are plane parallel to them coincide substantially with the neutral bending plane of the flexible portion. This feature makes the process uniquely suitable for the manufacture of the flexible means described in Swedish patent application No. 8204220-1.
Det är en speciell och unik fördel med indikatoryte-processen som beskrivits ovan att planparallelliteten hos ytorna för de Flexibla partierna som har tillverkats från motstående ytor hos ämnet lätt kan bestämmas till en hög noggrannhet genom enkel observering av själva ämnet under behandlingen.It is a special and unique advantage of the indicator surface process described above that the plane parallelism of the surfaces of the Flexible portions made from opposite surfaces of the blank can be easily determined to a high accuracy by simple observation of the blank itself during the treatment.
Detta åstadkommas genom användning av motbelägna inriktade indikatorpartier och genom avkänning av planparallelliteten hos motbelägna ytor genom från- varon av indikatorytorna när de möts under meterialavlägsningsprocessen.This is accomplished by using oppositely aligned indicator portions and by sensing the plane parallelism of opposing surfaces by the absence of the indicator surfaces when they meet during the material removal process.
Denna möjlighet hos processen eliminerar behovet av rigorösa processkontrol- ler eller mätningar av delar som annars skulle erfordras för att erhålla liknande dimensionstoleranser för en sådan utformning av det flexibla organet. ia Ytterligare en fördel är att transparenta eller ogenomskinliga tungämnen för givaren kan användas utbytbart i processen.This capability of the process eliminates the need for rigorous process controls or measurements of parts that would otherwise be required to obtain similar dimensional tolerances for such a design of the flexible member. Another advantage is that transparent or opaque tongue substances for the sensor can be used interchangeably in the process.
Uppfinningen beskrivas närmare här nedan under hänvisning till bifogade ritningar. Därvid är fig 1 en sprängvy i perspektiv över en servostyrd acce- lerometer, vilken figur visar en kraftgivare med flexibla organ utformade enligt föreliggande uppfinning. Fig 2 är en förstorad fragmentarisk perspek- tivvy över det flexibla partiet taget utmed linjen 2-2 i fig 1. Fig 3, 4 och 5 är fragmentariska sektionsvyer tagna enligt linjen 3-3 i fig 2 genom ett parti av ett givarämne i vilket det flexibla organet formas och visar de på varandra följande stegen vid tillverkningen av det flexibla organet.The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings. In this case, Fig. 1 is an exploded perspective view of a servo-controlled accelerometer, which figure shows a power sensor with flexible means designed according to the present invention. Fig. 2 is an enlarged fragmentary perspective view of the flexible portion taken along line 2-2 of Fig. 1. Figs. 3, 4 and 5 are fragmentary sectional views taken along line 3-3 of Fig. 2 through a portion of a transducer blank in which the flexible member is formed and shows the successive steps in the manufacture of the flexible member.
Under hänvisning till fig 1 visas där en kraftgivare i form av en servostyrd accelerometer 10, som innefattar ett flexibelt organ 12 av en typ som kan tillverkas enligt föreliggande uppfinning. Accelerometern 10 är av den typ som beskrivas i de amerikanska patentskrifterna 3 702 073, 4 182 187 och 4 250 757 även om uppfinningen också är tillämpbar vid tillverkningen av flexibla organ och andra eftergivliga element som används i andra kraftgivare som använder vinkelrörelse eller linjär rörelse hos ett kraftavkännande element.Referring to Fig. 1, there is shown a power sensor in the form of a servo-controlled accelerometer 10, which comprises a flexible member 12 of a type which can be manufactured according to the present invention. The accelerometer 10 is of the type described in U.S. Pat. Nos. 3,702,073, 4,182,187 and 4,250,757, although the invention is also applicable to the manufacture of flexible members and other resilient members used in other power transducers using angular or linear motion. a force sensing element.
Accelerometern 10 består av ett par cylindriska kroppselement 14a, 14b och ett tröghetsmassa-aggregat 16 anordnat däremellan. 10 15 20 25 30 35 40 451 900 4 Kroppselementen 14a, 14b är huvudsakligen identiska och endast kropps- elementet 14a beskrivas i detalj. Kroppselementet 14a innefattar en v? cylindrisk kroppsvägg 17, som har en inåt förlöpande kant 18 utgörande ett _ magnetpolstycke och innefattande ett baspartí 19. Polstycket 18 har en cylindrisk innervägg 20, som bildar en urtagning 22. En cylindrisk ä permanentmagnet 24 är fäst vid baspartiet 19 i urtagningen 22.The accelerometer 10 consists of a pair of cylindrical body elements 14a, 14b and an inertial mass assembly 16 arranged therebetween. The body elements 14a, 14b are substantially identical and only the body element 14a is described in detail. The body element 14a comprises a v? cylindrical body wall 17, which has an inwardly extending edge 18 constituting a magnetic pole piece and comprising a base portion 19. The pole piece 18 has a cylindrical inner wall 20, which forms a recess 22. A cylindrical permanent magnet 24 is attached to the base portion 19 in the recess 22.
Permanentmagneten 24 har en yttre periferiell yta belägen på avstånd från den inre cylindriska väggen 20 för att bilda ett ringformat mellanrum 26 däremellan.The permanent magnet 24 has an outer peripheral surface spaced from the inner cylindrical wall 20 to form an annular space 26 therebetween.
Tröghetsmassa-aggregatet 16 innefattar ett kraftkänsligt element eller en tunga 30, som är gångjärnsliknande monterad medelst de flexibla organen 12 vid en monteringsbas eller -ring 32.The inertial mass assembly 16 comprises a force-sensitive element or tongue 30, which is hinged-mounted by means of the flexible members 12 at a mounting base or ring 32.
I accelerometern som visas på figurerna medger det flexibla organet 12 att tungan 30 kan röra sig relativt monteringsringen 32. Emellertid inses att det Flexibla organet 12 kan kombineras med olika monteringsanordningar och användas i en givare som använder linjär rörelse hos det avkännande elementet utmed givarens 10 axel.In the accelerometer shown in the figures, the flexible member 12 allows the tongue 30 to move relative to the mounting ring 32. However, it will be appreciated that the flexible member 12 may be combined with various mounting devices and used in a sensor using linear movement of the sensing member along the axis of the sensor 10. .
Ett par kraftåterställande spolar eller momentspolar 42, 43 är fästa vid den övre och nedre ytan 40, 41 hos tungan 30. Momentspolarna 42, 43 är lindade på bobiner, som passar i det ringformade mellanrummet 26, som bildas i varje kroppselement 14a, 14b, när de olika delarna hos accelerometern 10 är hopmonterade.A pair of force restoring coils or torque coils 42, 43 are attached to the upper and lower surfaces 40, 41 of the tongue 30. The torque coils 42, 43 are wound on bobbins which fit in the annular space 26 formed in each body member 14a, 14b. when the various parts of the accelerometer 10 are assembled.
Pâ den övre ytan 40 av tungan 30 finns anbringat ett lager av ledande material 45_. Ett liknande lager av ledande material är beläget på den nedre ytan 41 hos tungan 30. Dessa elektriskt ledande lager bildar ett par kondensatorplattor, som samverkar med en yta 21 hos polstycket 18 och en motsvarande yta hos polstycket i kroppselementet 14b på ett sätt som beskrivas närmare här nedan.A layer of conductive material 45 is applied to the upper surface 40 of the tongue 30. A similar layer of conductive material is located on the lower surface 41 of the tongue 30. These electrically conductive layers form a pair of capacitor plates which cooperate with a surface 21 of the pole piece 18 and a corresponding surface of the pole piece in the body element 14b in a manner described in more detail. below.
Tre monteringskuddar 34 (varav en inte visas på figuren) är belägna på en övre yta 36 av monteringsringen 32. Ytterligare tre monteringskuddar är belägna axiellt mittför monteringskuddarna 34 på en nedre yta 38 av ringen 32.Three mounting pads 34 (one of which is not shown in the figure) are located on an upper surface 36 of the mounting ring 32. Another three mounting pads are located axially opposite the mounting pads 34 on a lower surface 38 of the ring 32.
Monteringsringen 32 är fäst mellan kroppselementen 14a, 14b så att en kant 23 hos den cylindriska kroppens vägg 17 och en motsvarande kant hos kroppselementet 14b anligger mot monteringskuddarna och momentspolarna 42, 43 § upptages i det ringformade mellanrummet 26 och ett motsvarande ringformat mellanrum i kroppselementet 14b.The mounting ring 32 is fixed between the body elements 14a, 14b so that an edge 23 of the wall 17 of the cylindrical body and a corresponding edge of the body element 14b abut against the mounting pads and the torque coils 42, 43 § are received in the annular space 26 and a corresponding annular gap in the body element 14b .
Ett par variabla kondensatorer 48, 49 bildas i accelerometern 10, varvid en av kondensatorerna består av ytan 21 och beläggningen på den nedre ytan 38 och den andra kondensatorn består av en yta motsvarande ytan 21 på polstycket 10 15 20 25 30 35 40 , 451 900 5 hos kroppselementet 14b och beläggningen 45 på den övre ytan 36 av tungan 30.A pair of variable capacitors 48, 49 are formed in the accelerometer 10, one of the capacitors consisting of the surface 21 and the coating on the lower surface 38 and the other capacitor consisting of a surface corresponding to the surface 21 of the pole piece 10, 451 900 Of the body member 14b and the coating 45 on the upper surface 36 of the tongue 30.
Det ledande lagret på den övre ytan 40 och den nedre ytan 41 och momentspolarna 42, 43 är kopplade till yttre kretsar medelst fyra ledande remsor 47, som sträcker sig till ringen 32 över det flexibla organet 12.The conductive bearing on the upper surface 40 and the lower surface 41 and the torque coils 42, 43 are connected to external circuits by means of four conductive strips 47, which extend to the ring 32 over the flexible member 12.
Elektrisk förbindelse med yttre kretsar åstadkommas från ringen 32 medelst fyra kontaktpínnar (ej visade) belägna i kroppsväggen hos kroppselementen 14a, 14b.Electrical connection to external circuits is provided from the ring 32 by means of four contact pins (not shown) located in the body wall of the body elements 14a, 14b.
När accelerometern 10 utsättas för acceleration utmed dess axel, för- flyttar sig tungan 30 relativt ringen 32 och kroppselementen 14a, 14b, vilket i sin tur förorsakar en ändring i kapacitansen hos kondensatorerna 48, 49. Ändringen i kapacitansen avkännes av en återkopplad servokrets (ej visad), som i sin tur kopplar en signal proportionell mot ändringen i kapacitans till momentapolarna 42, 43. Det resulterande magnetfältet som uppbygges av momentspolarna 42, 43 samverkar med det magnetfält som utvecklas av permanentmagneterna i kroppen 14a, 14b för att motverka förskjutningen av _tungan 30. Den ström som erfordras av momentspolarna 42, 43 för att bibehålla tungan 30 i ett neutralt läge motsvarar accelerationskraften som accelerometern utsättas för.When the accelerometer 10 is subjected to acceleration along its axis, the tongue 30 moves relative to the ring 32 and the body elements 14a, 14b, which in turn causes a change in the capacitance of the capacitors 48, 49. The change in capacitance is sensed by a feedback servo circuit (not shown), which in turn couples a signal proportional to the change in capacitance to the torque poles 42, 43. The resulting magnetic field built up by the torque coils 42, 43 cooperates with the magnetic field developed by the permanent magnets in the body 14a, 14b to counteract the displacement of the tongue. 30. The current required by the torque coils 42, 43 to maintain the tongue 30 in a neutral position corresponds to the acceleration force to which the accelerometer is subjected.
För ytterligare beskrivning av accelerometern 10 hänvisas till den amerikanska patentskriften 3 702 073.For further description of the accelerometer 10, reference is made to U.S. Pat. No. 3,702,073.
Under hänvisning till fig 2 visas en utföringsform av det flexibla organet 12, som kan tillverkas enligt föreliggande uppfinning.Referring to Fig. 2, there is shown an embodiment of the flexible member 12 which can be made in accordance with the present invention.
Det flexibla organet har en dubbelsidig eller bifilär, fribärande utformning bestående av ett par flexibla partier 60, 62, som sträcker sig mellan tungan 30 och monteringsringen 32. Partierna 60 och 62 är separerade av en mellanliggande öppning 63, som också sträcker sig mellan tungan 30 och monteringsringen 32.The flexible member has a double-sided or bifilar, cantilevered design consisting of a pair of flexible portions 60, 62 extending between the tongue 30 and the mounting ring 32. The portions 60 and 62 are separated by an intermediate opening 63, which also extends between the tongue 30. and the mounting ring 32.
De flexibla partierna 60 och 62 är identiska och därför beskrives endast partiet 60. Partiet 60 innefattar en övre och en nedre yta 64 och 66, vilka är huvudsakligen parallella med varandra, och ett par kanter 68, 70.The flexible portions 60 and 62 are identical and therefore only the portion 60 is described. The portion 60 comprises an upper and a lower surface 64 and 66, which are substantially parallel to each other, and a pair of edges 68, 70.
Det flexibla partiet 60 har ett par kanaler 71, 73, förlöpande in i partiet 60 från ytorna 64, 66. Kanalerna 71, 73 har urgröpta ytor 72, 74, som är huvudsakligen planparallella med varandra och med det centrala planet för det flexibla partiets tvärsnitt och huvudsakligen sammanfaller med det neutrala böjplanet för det flexibla partiet 60.The flexible portion 60 has a pair of channels 71, 73 extending into the portion 60 from the surfaces 64, 66. The channels 71, 73 have recessed surfaces 72, 74 which are substantially plane-parallel to each other and to the central plane of the cross-section of the flexible portion. and substantially coincides with the neutral bending plane of the flexible portion 60.
Det "neutrala böjplanet" är definierat som det plan, som inte utsätts för någon sträckning eller kompression när det flexibla organet krökes i enkel böjning. För ett flexibelt organ som har ett likformigt rektangulärt tvärsnitt bestående av två parallella ytor och två kanter såsom det som visas i fig 2, består det neutrala böjplanet av alla punkter som är belägna på lika 10 15 20 25 30 35 40 451 900 6 avstånd från ytorna hos det flexibla partiet, dvs planet beläget mitt emellan det flexibla partiets ytor. För den utföringsform av det flexibla organ som visas i fig 2 är huvudplanet och således det neutrala böjplanet för det flexibla partiet något roterat med avseende på planen 71, 72, 73 och 74 men- diskrepansen är minimal och har ingen särskild inverkan på användningen av uppfinningen som beskrives häri.The "neutral bending plane" is defined as the plane which is not subjected to any stretching or compression when the flexible member is bent in simple bending. For a flexible member having a uniform rectangular cross-section consisting of two parallel surfaces and two edges as shown in Fig. 2, the neutral bending plane consists of all points located at equal distances from each other. the surfaces of the flexible portion, i.e. the plane located midway between the surfaces of the flexible portion. For the embodiment of the flexible member shown in Fig. 2, the main plane and thus the neutral bending plane of the flexible portion is slightly rotated with respect to the planes 71, 72, 73 and 74, but the discrepancy is minimal and has no particular effect on the application of the invention. as described herein.
Tungan 30, monteringsbasen 32 och det flexibla organet 12 är företrädes- vis tillverkade av ett enhetligt element av ett stabilt homogent material, såsom smält kvarts. Ett cirkulärt ämne med enhetlig tjocklek med planparal- lella ytor behandlas genom selektiv avläganing av material för att uppnå den önskade utformningen. Nedanstående diskussion avser speciellt det föredragna förfarandet som används för att bilda kanalerna 71, 73 med ytorna 72, 74 belägna huvudsakligen i det neutrala böjplanet för det flexibla partiet.The tongue 30, the mounting base 32 and the flexible member 12 are preferably made of a unitary element of a stable homogeneous material, such as molten quartz. A circular blank of uniform thickness with plane-parallel surfaces is treated by selective deposition of material to achieve the desired design. The discussion below relates in particular to the preferred method used to form the channels 71, 73 with the surfaces 72, 74 located substantially in the neutral bending plane of the flexible portion.
Företrädesvis avlägsnas materialet från ämnet genom etsning med ett lämpligt lösningsmedel för kvarts. Kvartsämnet har de ytor där material skall avlägsnas maskerade med ett material som förhindrar tillgängligheten för lösningsmedlet för kvartsytan. Det maskerade ämnet nedsänkes därefter i lösningsmedlet. På några minuter bortetsas flera tiondels millimeter av kvartsmaterialet, varvid den exakta hastigheten beror på sammansättningen av kvartsen, koncentrationen av lösningsmedlet och temperaturen hos badet. W' Alternativt kan material avlägsnas från ämnet genom gasplasmaetsning i en atmosfär som upplöser kvarts, eller medelst jonstrålebearbetning.Preferably, the material is removed from the blank by etching with a suitable quartz solvent. The quartz blank has the surfaces where material is to be removed masked with a material that prevents the availability of the solvent for the quartz surface. The masked substance is then immersed in the solvent. In a few minutes, several tenths of a millimeter of the quartz material is etched away, the exact speed depending on the composition of the quartz, the concentration of the solvent and the temperature of the bath. Alternatively, material can be removed from the substance by gas plasma etching in an atmosphere dissolving quartz, or by ion beam processing.
Fig 3 är ett tvärsnitt genom det parti av kvartsämnet 80, från vilket ena hälften_av det bifilära flexibla organet 12 bildas. Ämnet 80 kan ha planparallella ytor 82, 84 och för ändamålet för detta exempel ha en tjocklek i storleksordningen 0,762 mm. De streckade linjerna Hö, 88 identifierar material som skall avlägsnas i ett första steg av behandlingen för att bilda de på motsatta sidor belägna, i sidled på avstånd från varandra belägna kanalerna 71', 73' såsom visas i fig 5. De streckade linjerna 90, 92 identifierar material som samtidigt avlägsnas i det första steget av behandlingen och bildar ett par motbelägna ytor, som under hela processen fungerar såsom indikatorer för planet för tillhörande urgröpta ytor, som skall bli ytorna 72' och 74' i fig 5.Fig. 3 is a cross-sectional view of the portion of the quartz blank 80 from which one half of the bifilar flexible member 12 is formed. The blank 80 may have plane-parallel surfaces 82, 84 and for the purpose of this example have a thickness of the order of 0.762 mm. The dashed lines Hö, 88 identify material to be removed in a first step of the treatment to form the oppositely located, laterally spaced channels 71 ', 73' as shown in Fig. 5. The dashed lines 90, 92 identifies material which is simultaneously removed in the first step of the treatment and forms a pair of opposite surfaces, which throughout the process act as indicators of the plane of associated recessed surfaces, which are to become the surfaces 72 'and 74' in Fig. 5.
Ytan som anges med klammern 94 skall inte utsättas för avlägsning av material i det första steget av behandlingen och maskeras därför såsom beskrivits ovan. Ämnet 80 nedsänkes i lösningsmedlet under en tidsperiod som är tillräck- lig för att bilda de mellanliggande kanalerna 96, 98 och de mellanliggande indikatorytorna 100, 102, jfr fig 4, vilka har ett djup som är huvudsakligen hälften av den totala slutliga avsedda tjockleken för det flexibla organet. f? ti» 10 15 20 25 30 35 40 451 900 7 De streckade linjerna i fig 4 anger den slutliga yttre konturen hos det flex- ibla organet och dess relation till de ytor som bildas i det första etssteget.The surface indicated by the staple 94 should not be subjected to material removal in the first step of the treatment and should therefore be masked as described above. The blank 80 is immersed in the solvent for a period of time sufficient to form the intermediate channels 96, 98 and the intermediate indicator surfaces 100, 102, cf. Fig. 4, which have a depth which is substantially half of the total final intended thickness for the flexible body. f? The dashed lines in Fig. 4 indicate the final outer contour of the flexible member and its relation to the surfaces formed in the first etching step.
Beläggningen av maskeringsmaterial avlägsnas från ytorna 94 och ämnet återföres till lösningsmedlet. Material avläsnas därefter från alla ytor hos det flexibla organet med en likformig hastighet. Eftersom materialavlägs- ningen fortsätter eller framskrider med samma hastighet från både den övre och den nedre ytan av det flexibla organet kommer indikatorytorna 100, 102 att mötas och försvinna vid det plan som är beläget på lika avstånd från de ursprungliga ytorna hos ämnet, dvs huvudsakligen sammanfallande med det neutrala böjplanet hos det flexibla organet. Samtidigt har en lika stor mängd eller djup av material avlägsnats för att bilda kanalerna 71', 73' så att bottenytorna 72', 74' hos kanalerna är belägna i samma plan med varandra och med det flexibla organets tvärsnittscentrumplan samt huvudsakligen samman- fallande med det neutrala böjplanet för det flexibla organet.The coating of masking material is removed from the surfaces 94 and the substance is returned to the solvent. Material is then read from all surfaces of the flexible member at a uniform rate. As material removal continues or proceeds at the same rate from both the upper and lower surfaces of the flexible member, the indicator surfaces 100, 102 will meet and disappear at the plane equidistant from the original surfaces of the blank, i.e. substantially coincident. with the neutral bending plane of the flexible member. At the same time, an equal amount or depth of material has been removed to form the channels 71 ', 73' so that the bottom surfaces 72 ', 74' of the channels are located in the same plane with each other and with the cross-sectional center plane of the flexible member and substantially coincide with it. neutral bending plane of the flexible member.
Försvinnandet av kvartsmaterialet mellan indikatorytorna 100, 102 avkännes. När detta sker upptages ämnet från etsbadet och avlägsningen av material stoppas. Med denna procedur uppnås typiskt att ytorna 72' och 74' huvudsakligen sammanfaller med det neutrala böjplanet hos det flexibla I organet med en noggrannhet som är oberoende av processvaríationer och utan behovet av rigorösa fysiska mätningar av tjockleken av det flexibla organet. FM Ämnet tvättas för att avlägsna eventuellt kvarstående lösningsmedel och är därefter färdigt för fortsatt behandling för att uppnå den önskade ut- formningen av kvartsstycket för tröghetsmassa-aggregatet 16. Därefter påföres en lämplig ledare 47 på ytorna 72', 7h' såsom medelst vakuumbeläggning eller plätering.The disappearance of the quartz material between the indicator surfaces 100, 102 is sensed. When this happens, the substance is taken up from the etching bath and the removal of material is stopped. With this procedure, it is typically achieved that the surfaces 72 'and 74' substantially coincide with the neutral bending plane of the flexible I member with an accuracy that is independent of process variations and without the need for rigorous physical measurements of the thickness of the flexible member. FM The blank is washed to remove any residual solvent and is then ready for further treatment to achieve the desired quartz shape for the inertial mass assembly 16. A suitable conductor 47 is then applied to the surfaces 72 ', 7h' such as by vacuum coating or plating. .
Om etsprocessen inte avslutas precis vid genombrytningen av indikator- ytorna 100, 102 kommer kanalerna 71', 73' att vara djupare eller grundare och ytorna 72', 74' belägna på ömse sidor om det neutrala planet och det flexibla organets tjocklek kommer att avvika något från den önskade dimensionen.If the etching process is not completed just at the breakthrough of the indicator surfaces 100, 102, the channels 71 ', 73' will be deeper or shallower and the surfaces 72 ', 74' located on either side of the neutral plane and the thickness of the flexible member will differ slightly. from the desired dimension.
Emellertid kommer avståndet för dessa ytor från det neutrala planet och avvikelsen hos tjockleken för det flexibla organet att vara liten jämfört med det flexibla organets tjocklek, som kan vara i storleksordningen 0,02S4 mm i detta exempel och sådana fel reducerar inte avsevärt användbarheten eller effektiviteten hos processen.However, the distance of these surfaces from the neutral plane and the deviation of the thickness of the flexible member will be small compared to the thickness of the flexible member, which may be in the order of 0.02S4 mm in this example, and such errors do not significantly reduce the utility or efficiency of the flexible member. the process.
Processen kan också användas för att tillverka flexibla organ med en förutbestämd tjocklek genom att först avlägsna material från en indikatoryta för att bilda en urtagning med ett förutbestämt djup och därefter avlägsna material från ett flexibelt omrâde samtidigt som material avlägsnas från den urgröpta indikatorytan. När indikatorytan bryter igenom materialet erhålles ett flexibelt organ med den förutbestämda tjockleken.The process can also be used to make flexible members of a predetermined thickness by first removing material from an indicator surface to form a recess with a predetermined depth and then removing material from a flexible area while removing material from the recessed indicator surface. When the indicator surface breaks through the material, a flexible member with the predetermined thickness is obtained.
Claims (10)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/283,130 US4394405A (en) | 1981-07-14 | 1981-07-14 | Method of making force transducer flexure |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE8204221D0 SE8204221D0 (en) | 1982-07-08 |
| SE8204221L SE8204221L (en) | 1983-01-15 |
| SE451900B true SE451900B (en) | 1987-11-02 |
Family
ID=23084664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE8204221A SE451900B (en) | 1981-07-14 | 1982-07-08 | PROCEDURE FOR MANUFACTURING A FLEXIBLE BODY FOR A POWER SUPPLIER |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4394405A (en) |
| JP (1) | JPS5818131A (en) |
| AU (1) | AU554274B2 (en) |
| CA (1) | CA1191337A (en) |
| CH (1) | CH654920A5 (en) |
| DE (1) | DE3225216A1 (en) |
| FR (1) | FR2509866B1 (en) |
| IL (1) | IL66178A (en) |
| IT (1) | IT1149012B (en) |
| NO (1) | NO822381L (en) |
| SE (1) | SE451900B (en) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6173071A (en) * | 1984-09-14 | 1986-04-15 | インタ−ナシヨナル・スタンダ−ド・エレクトリツク・コ−ポレ−シヨン | Flexible hinge device |
| US4779463A (en) * | 1987-01-13 | 1988-10-25 | Systron Donner Corporation | Servo accelerometer |
| US5024089A (en) * | 1988-06-29 | 1991-06-18 | Sundstrand Data Control, Inc. | Stress compensated transducer |
| US4932258A (en) * | 1988-06-29 | 1990-06-12 | Sundstrand Data Control, Inc. | Stress compensated transducer |
| US5557044A (en) * | 1994-01-21 | 1996-09-17 | Alliedsignal, Inc. | Low stress magnet interface |
| US5532665A (en) * | 1994-01-21 | 1996-07-02 | Alliedsignal, Inc. | Low stress magnet interface |
| US5524488A (en) * | 1994-01-24 | 1996-06-11 | Alliedsignal Inc. | Flux control groove |
| US5488865A (en) * | 1994-08-15 | 1996-02-06 | Alliedsignal Inc. | Wide-band servo accelerometer with flat leaf flexure suspension |
| US7623142B2 (en) * | 2004-09-14 | 2009-11-24 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Flexure |
| US7100447B2 (en) | 2004-12-07 | 2006-09-05 | Honeywell International Inc. | Super Invar magnetic return path for high performance accelerometers |
| US7191654B2 (en) * | 2005-08-17 | 2007-03-20 | Honeywell International Inc. | Methods and systems for adjusting magnetic return path with minimized reluctance |
| US10335897B2 (en) * | 2016-07-28 | 2019-07-02 | Applied Physics, Inc. | Laser ablation of accelerometer proof mass |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL136155C (en) * | 1966-09-09 | |||
| US3702073A (en) * | 1969-02-28 | 1972-11-07 | Sundstrand Data Control | Accelerometer |
| US3673873A (en) * | 1969-10-23 | 1972-07-04 | North American Rockwell | Sensing instrument having a cantilevered proof mass |
| US3912563A (en) * | 1973-06-05 | 1975-10-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method of making semiconductor piezoresistive strain transducer |
| US4105493A (en) * | 1975-07-05 | 1978-08-08 | The Gillette Company | Production of shaving foil |
| US4021276A (en) * | 1975-12-29 | 1977-05-03 | Western Electric Company, Inc. | Method of making rib-structure shadow mask for ion implantation |
| US4284468A (en) * | 1977-12-16 | 1981-08-18 | Llewelyn Stearns | Patterned chemical etching of high temperature resistant metals |
| US4139434A (en) * | 1978-01-30 | 1979-02-13 | General Dynamics Corporation | Method of making circuitry with bump contacts |
| JPS54106164A (en) * | 1978-02-09 | 1979-08-20 | Toppan Printing Co Ltd | Method of fabricating plasma display panel electrode plate |
| US4182187A (en) * | 1978-04-24 | 1980-01-08 | Sundstrand Data Control, Inc. | Force balancing assembly for transducers |
| US4250757A (en) * | 1979-11-05 | 1981-02-17 | Sundstrand Data Control, Inc. | Movable element with position sensing means for transducers |
-
1981
- 1981-07-14 US US06/283,130 patent/US4394405A/en not_active Expired - Fee Related
-
1982
- 1982-06-16 AU AU84914/82A patent/AU554274B2/en not_active Ceased
- 1982-06-17 CA CA000405404A patent/CA1191337A/en not_active Expired
- 1982-06-30 IL IL66178A patent/IL66178A/en unknown
- 1982-07-06 DE DE19823225216 patent/DE3225216A1/en active Granted
- 1982-07-08 IT IT48777/82A patent/IT1149012B/en active
- 1982-07-08 SE SE8204221A patent/SE451900B/en not_active IP Right Cessation
- 1982-07-08 NO NO822381A patent/NO822381L/en unknown
- 1982-07-12 CH CH4237/82A patent/CH654920A5/en not_active IP Right Cessation
- 1982-07-13 JP JP57120705A patent/JPS5818131A/en active Granted
- 1982-07-15 FR FR8212386A patent/FR2509866B1/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2509866A1 (en) | 1983-01-21 |
| JPH049269B2 (en) | 1992-02-19 |
| US4394405A (en) | 1983-07-19 |
| DE3225216A1 (en) | 1983-01-27 |
| IT1149012B (en) | 1986-12-03 |
| SE8204221L (en) | 1983-01-15 |
| IL66178A (en) | 1987-10-30 |
| IL66178A0 (en) | 1982-09-30 |
| SE8204221D0 (en) | 1982-07-08 |
| CA1191337A (en) | 1985-08-06 |
| AU554274B2 (en) | 1986-08-14 |
| JPS5818131A (en) | 1983-02-02 |
| FR2509866B1 (en) | 1987-03-06 |
| CH654920A5 (en) | 1986-03-14 |
| DE3225216C2 (en) | 1990-06-13 |
| AU8491482A (en) | 1983-01-20 |
| NO822381L (en) | 1983-01-17 |
| IT8248777A0 (en) | 1982-07-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1596203B1 (en) | Magnetic micro-electromechanical sytem (MEMS) sensor and method for its manufacture | |
| US7140250B2 (en) | MEMS teeter-totter accelerometer having reduced non-linearty | |
| SE451900B (en) | PROCEDURE FOR MANUFACTURING A FLEXIBLE BODY FOR A POWER SUPPLIER | |
| US6301965B1 (en) | Microelectromechanical accelerometer with resonance-cancelling control circuit including an idle state | |
| JP3433401B2 (en) | Capacitive acceleration sensor | |
| US4825335A (en) | Differential capacitive transducer and method of making | |
| EP1737120B1 (en) | Voice coil actuator with embedded capacitive sensor for motion, position and/or acceleration detection | |
| US20100180681A1 (en) | System and method for increased flux density d'arsonval mems accelerometer | |
| JPH06327211A (en) | Planer micromotor | |
| JP2006520897A (en) | MEMS accelerometer | |
| CN105004334A (en) | Out-plane electromagnetic type hemispherical micro gyroscope and preparing method thereof | |
| SE451899B (en) | FLEXIBLE BODY FOR A SENSOR TO ATTACH A POWER SENSOR TO AN ASSEMBLY BASE | |
| JP2002533703A (en) | Manufacturing method of vibrating structure gyroscope | |
| SE451898B (en) | FLEXIBLE BODY WITH ELECTRIC conductor | |
| US5587530A (en) | Low stress magnet interface for a force rebalance accelerometer | |
| US20190383611A1 (en) | Mems metal-quartz gyroscope | |
| EP4140941A1 (en) | Fabrication of mems structures from fused silica for inertial sensors | |
| GB2102579A (en) | Force transducer flexure reed bearing electrical connections | |
| CN110526200B (en) | Out-of-plane piezoresistive accelerometer chip with pure axial deformation sensitive beam and preparation method thereof | |
| US7134171B2 (en) | Method of fabricating a solid-state angular rate sensor | |
| JP2000502442A (en) | Electromagnetic accelerometer | |
| JPH06194383A (en) | Servo type oscillation sensor | |
| US6938487B2 (en) | Inertia sensor | |
| JP4681701B2 (en) | Acceleration sensor | |
| JPH09184774A (en) | Piezoelectric type physical quantity sensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8204221-9 Effective date: 19920210 Format of ref document f/p: F |